ES2923406T3 - Dispositivo de movimiento para sopletes particularmente sopletes de plasma - Google Patents

Dispositivo de movimiento para sopletes particularmente sopletes de plasma Download PDF

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Abstract

1. Dispositivo de movimiento (1), en particular para sopletes de corte, que comprende un cabezal de trabajo (2) que puede moverse a lo largo de tres ejes cartesianos perpendiculares entre sí y que soporta un soplete de corte (7) para el corte de piezas mecánicas y similares, medios (9) estando además comprendidos por el movimiento combinado de rotación y traslación del soplete de corte (7) con respecto al cabezal de trabajo (2) para variar la inclinación del flujo de corte con respecto a la pieza mecánica, los medios para el movimiento combinado de rotación y traslación que comprende un primer piñón (19) que está adaptado para transmitir el movimiento a un elemento en forma de disco que soporta una estructura de paralelogramo articulado (20, 21, 22) que a su vez soporta el soplete de corte (7), con el fin de realizar una rotación completa del elemento en forma de disco (17) y por lo tanto de la antorcha (7) con respecto al cabezal de trabajo (2), y un segundo piñón (25) que está dispuesto coaxial al primer piñón (19) y es accionado por más medios de accionamiento (24), el segundo pinio n (25) accionando un par cónico formado por un tercer (27) y un cuarto piñón (28), transmitiendo el cuarto piñón el movimiento a unos elementos mecánicos de transmisión que son solidarios de la estructura de paralelogramo articulado (20, 21, 22). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de movimiento para sopletes particularmente sopletes de plasma
La presente invención hace referencia a un dispositivo de movimiento para corte por plasma y similares, para cortes en dos y tres dimensiones.
Actualmente, para cortar metal en general, tal como acero y otras aleaciones metálicas, o para cortar otros materiales, está disponible una enorme variedad de métodos que no requieren contacto físico entre una herramienta y la pieza a ser cortada.
De estos métodos, es conocido el corte por plasma, que consiste sustancialmente en expulsar un gas a alta velocidad por una boquilla y crear un arco eléctrico en el gas entre un electrodo y la superficie a ser cortada, de tal manera como para transformar el gas en plasma.
El plasma obtenido de este modo transfiere calor al material metálico hasta que es llevado a la temperatura de fusión y así su continuidad es rota.
En esta tecnología, al igual que en otras tecnologías similares, la boquilla a través de la cual fluye el plasma está provista en un soplete que está soportado por un dispositivo de movimiento del tipo multicuerpo que, mediante una pluralidad de motores y conexiones cinemáticas, permite el movimiento, posicionamiento y/o orientación en el espacio del soplete.
Tal tecnología no está exenta de inconvenientes, entre los cuales está el hecho de que si el soplete ha de seguir un camino de corte preestablecido, los dispositivos de movimiento convencionales no permiten una fluidez en movimiento del punto focal del soplete que es tal como para obtener un corte ejecutado en movimiento continuo que esté suficientemente libre de rebabas y de inexactitudes de corte debido a pausas y vueltas a comenzar del flujo de plasma a lo largo del camino del corte preestablecido.
Otro inconveniente de la tecnología convencional consiste en que, si se requiere cortes inclinados con continuos cambios de inclinación, la inercia de los cuerpos rígidos individuales que constituyen el sistema multicuerpo mencionado anteriormente y las continuas aceleraciones y deceleraciones a las que se somete el soplete producen inexactitudes de posicionamiento del espacio del punto focal del soplete con la consiguiente reducción de la calidad del corte realizado.
Este inconveniente sustancialmente se debe a la inercia del sistema, en que para cada grado de libertad del sistema hay un motor eléctrico que generalmente está montado cerca de la articulación en la que el grado de libertad está provisto.
De esta manera, los motores eléctricos, cuya masa es importante, lastran considerablemente al sistema, forzando así que opere con valores reducidos de aceleración y deceleración, con el consiguiente aumento de los tiempos de trabajo.
Otro inconveniente de los dispositivos de movimiento descritos consiste en que durante el movimiento del soplete el cable de alimentación de éste sufre una serie de vueltas sobre sí mismo que son tales como para necesitar rotaciones del soplete que están adaptadas para soltar este cable para impedir que se rompa.
De hecho, típicamente con los sistemas actuales es posible hacer que el soplete realice como mucho dos o tres giros sobre sí mismo antes de que el cable se rompa.
Los anteriores inconvenientes se solucionan en WO 2013/041404 a nombre del mismo solicitante que la presente solicitud.
Tal solicitud describe un dispositivo de movimiento que está adaptado a sopletes que comprende un cabezal de trabajo que puede moverse a lo largo de tres ejes cartesianos que están mutuamente perpendiculares y que soporta un soplete para cortar piezas mecánicas y similares. El dispositivo comprende además medios para el movimiento rotatorio y traslatorio combinado del soplete respecto del cabezal de trabajo para variar la inclinación del flujo de corte respecto de la pieza mecánica o similar que se está trabajando. El centro de rotación instantánea del soplete, respecto del cual los medios para el movimiento rotatorio y traslatorio combinado operan, sustancialmente coincide con el punto focal del soplete.
Sin embargo, se ha descubierto que la rotación del cabezal de trabajo, para formar una revolución completa, alrededor de su propio eje de inclinación, no es posible con las soluciones de implementación convencionales descritas anteriormente, en que la rotación del cabezal de trabajo es obstruido si el cabezal mismo quisiera realizar una rotación completa.
La rotación está así limitada a una porción de una revolución completa.
El objetivo de la presente invención es proveer un dispositivo de movimiento que sea capaz de superar las limitaciones e inconvenientes de la técnica conocida, haciendo posible que el cabezal de corte realice una rotación de una revolución completa.
Dentro de este objetivo, un objeto de la presente invención es diseñar un dispositivo de movimiento que esté particularmente adaptado para sopletes de plasma para cortes rectos e inclinados pero que con modificaciones adecuadas también pueda utilizarse para tecnologías de corte distintas al corte por plasma tales como por ejemplo sopletes de láser, sopletes de gas o sopletes de llama de oxihidrógeno y similares.
De acuerdo con la invención está provisto un dispositivo de movimiento tal y como se define en las reivindicaciones anexadas.
Otras características y ventajas de la presente invención resultarán aparentes de mejor modo a partir de la descripción detallada de un ejemplo de realización preferido, pero no exclusivo de un dispositivo de movimiento, particularmente para sopletes de tipo plasma, que está ilustrado mediante ejemplo no limitador en los dibujos que acompañan, en los que:
La figura 1 es una vista de perspectiva del dispositivo de movimiento, particularmente para sopletes de tipo plasma, según la invención;
La figura 2 es una vista parcial de perspectiva desde abajo del dispositivo de movimiento mostrado en la figura 1;
La figura 3 es una vista parcial lateral elevada del dispositivo de movimiento mostrado en la figura 1.
Con referencia a las figuras, el dispositivo de movimiento, particularmente para sopletes de tipo plasma, generalmente designado por el número de referencia 1, comprende un cabezal de trabajo 2 que puede moverse a lo largo de tres ejes cartesianos que están mutuamente perpendiculares y soporta un soplete 7 para cortar piezas mecánicas y similares.
Más precisamente, como se describirá con más detalle a continuación, el cabezal de trabajo 2 está asociado con un marco 8 que soporta una estación de trabajo que es conocida para la persona experta en la técnica y por lo tanto no se describe en detalle.
Además, están comprendidos medios para el movimiento combinado rotatorio y traslatorio 9 del soplete 7 respecto del cabezal de trabajo 2 para variar la inclinación del flujo de corte respecto de la pieza siendo trabajada.
Durante cada movimiento del soplete 7, que en el ejemplo de realización ejemplar mostrado aquí es de tipo plasma pero que en otros ejemplos de realización no mostrados también puede ser de tipo láser, gas o llama de oxihidrógeno o de otro tipo, el soplete siempre está focalizado en el mismo punto sin desviarse nunca ni interrumpir el camino de corte preestablecido.
Más específicamente, el cabezal de trabajo 2 comprende un cuerpo 14 que está asociado deslizantemente con el marco 8.
El cuerpo 14 es capaz de realizar un movimiento traslatorio verticalmente mediante primeros medios motor 15 que están acomodados dentro del cuerpo 14.
Los medios 9 para el movimiento rotatorio y traslatorio del cabezal de trabajo 2 comprenden segundos medios motor 16 que están adaptados para actuar sobre un elemento de tipo disco 17 al que el soplete 7 está conectado, como se describirá a continuación.
En sustancia, los segundos medios motor 16 imparten una rotación completa y continua al soplete 7 alrededor de un eje A.
A este fin los segundos medios motor 16 están conectados, mediante por ejemplo una correa 18, a un primer piñón 19 que está soportado por el elemento de tipo disco 17.
El elemento de tipo disco 17 a su vez está conectado integralmente a un primer brazo 20 de una estructura articulada en paralelogramo que comprende un segundo brazo 21 que está conectado al primer brazo 20 mediante un par de enlaces 22.
El primero y segundo brazo 20 y 21 están actuados por elementos de transmisión mecánicos asociados con ellos.
El segundo brazo 21 soporta en su extremo inferior el soplete 7.
El primer brazo 20 de la estructura articulada en paralelogramo es de este modo hecho rotar según un ángulo de 360° por el elemento de tipo disco 17 siguiendo la actuación impartida por los segundos medios motor 16 al primer piñón 19.
El elemento de tipo disco 17 está soportado por un elemento de soporte 23 que forma parte del cuerpo 14 y está dispuesto paralelo a la superficie de trabajo en la que actúa el soplete 7.
El elemento de soporte 23 soporta además los segundos medios motor 16 y terceros medios motor 24 que están adaptados para actuar un segundo piñón 25, el cual está dispuesto coaxial y superpuesto al primer piñón 19 y es accionado por una correa 26.
El segundo piñón 25 pone un par cónico en rotación que está constituido por un tercer piñón 27, que está dispuesto coaxial al primer y segundo piñón 19 y 25 y está directamente accionado por el segundo piñón 25, y un cuarto piñón 28 que está dispuesto por su eje perpendicular al eje del tercer piñón 27 y está encajado por él.
El cuarto piñón 28 está soportado por el primer brazo 20 del paralelogramo articulado.
En el cuarto piñón 28 lo elementos de transmisión mecánicos enganchan y transmiten el movimiento desde el primer brazo 20 al segundo brazo 21 del paralelogramo articulado.
En el ejemplo de realización propuesto, la estructura articulada en paralelogramo comprende los dos enlaces 21 y 22 que están integrales en rotación, en sus extremos, con primeras y segundas poleas receptoras 30 y 31 que están respectivamente dispuestas en los brazos 20 y 21 y son actuadas por una polea motriz 33 que es actuada por el cuarto piñón 28.
La primera polea receptora 30 del primer brazo 20 está conectada al enlace superior 22, el cual a su vez está conectado a la polea receptora 31 del segundo brazo 21.
Una correa de transmisión 35 transmite el movimiento desde la polea motriz 33 a la polea receptora 30, con el uso de primeras, segundas y terceras poleas de tensionado y transmisión 36, 37 y 43 que están dispuestas en el primero brazo 20.
Una correa de transmisión adicional 39 conecta, en el segundo brazo 21, la segunda polea receptora 31 a una tercera polea receptora 39 (a la que el enlace inferior 22 está conectado), mediante interposición de cuartas y quintas poleas de tensionado y transmisión 40 y 41.
El primer y el segundo piñón 19 y 25, así como el tercer piñón 27, que están dispuestos mutuamente coaxiales, están provistos de un orificio central a través del cual un cable de suministro 42 pasa que alimenta el soplete 7.
El dispositivo de movimiento según la invención de este modo hace posible conseguir una rotación completa y continua del cabezal de trabajo, gracias a la presencia del par cónico que hace posible liberar el espacio en una posición subyacente al elemento de tipo disco 17.
De esta manera el soplete 7 puede alcanzar cualquier punto de la superficie de trabajo sin tener que invertir la dirección de rotación del cabezal de trabajo.
El soplete es así capaz de realizar una rotación completa alrededor del eje A y una rotación alrededor del eje B mostrados en la Figura 1.
En el movimiento de rotación alrededor del eje B el soplete permanece contenido en un plano que siempre es perpendicular a la línea de corte que el soplete tiene que seguir.
En otras palabras, el ángulo de inclinación del soplete no tiene influencia en la orientación del eje de rotación A.
Esto significa que el soplete, independientemente de la inclinación que pueda asumir respecto de la vertical a la superficie de trabajo, siempre está en una posición tal que su orientación respecto de la línea de corte es perpendicular a una línea que es tangencial a la línea de corte, en cada punto de la línea de corte.
En la práctica se ha descubierto que el dispositivo de movimiento, particularmente para sopletes del tipo plasma, según la invención, consigue plenamente el objetivo y los objetos pretendidos.
El dispositivo de movimiento, particularmente para sopletes, por ejemplo, del tipo plasma, concebido de este modo es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas ellas estando dentro del ámbito de las reivindicaciones anexadas.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de movimiento (1) para sopletes, que comprende un cabezal de trabajo (2) que puede moverse a lo largo de tres ejes cartesianos que están mutuamente perpendiculares y que está diseñado para soportar un soplete (7) para cortar piezas mecánicas y similares, medios (9) estando comprendidos además para el movimiento rotatorio y traslatorio combinado de dicho soplete (7) respecto de dicho cabezal de trabajo (2) con el fin de variar la inclinación del flujo de corte respecto de dicha pieza mecánica, dichos medios para el movimiento rotatorio y traslatorio combinado, comprendiendo un primer piñón (19) que está adaptado para transmitir movimiento a un elemento de tipo disco que soporta una estructura articulada en paralelogramo (20, 21, 22) que a su vez soporta dicho soplete (7) con el fin de realizar una rotación completa de dicho elemento de tipo disco (17) y así de dicho soplete (7) respecto de dicho cabezal de trabajo (2), dicho dispositivo de movimiento (1) comprendiendo dicho elemento de tipo disco (17) y dicho paralelogramo articulado (20, 21, 22) dichos medios para el movimiento rotatorio y traslatorio combinado comprendiendo además un segundo piñón (25) que está dispuesto coaxial a dicho primer piñón (19) y es actuado por otros medios motor (24), dicho dispositivo de movimiento (1) estando caracterizado por el hecho de que dicho segundo piñón (25) está diseñado para actuar un par cónico de dicho dispositivo de movimiento (1), en que dicho par cónico está formado por un tercer y un cuarto piñón (27, 28), dicho cuarto piñón estando diseñado para transmitir el movimiento a elementos de transmisión mecánicos que están integrales con dicha estructura articulada en paralelogramo (20, 21, 22) dicho tercer piñón estando dispuesto coaxial a dicho primer y segundo piñón (19, 25) dicho cuarto piñón (28) estando dispuesto con su eje perpendicular al eje de dicho tercer piñón (27).
2. El dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho primer piñón (19) es actuado por medios motor (16).
3. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicho primer (19), segundo (25) y tercer piñón (27) están provistos de un orificio central que está adaptado para permitir el paso de un cable de suministro (42) de dicho soplete (7).
4. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicha estructura articulada en paralelogramo comprende un primer brazo (20), un segundo brazo (21) y un par de enlaces (22) que enlazan el primer brazo al segundo brazo, dicho cuarto piñón (28) estando integral con dicho primer brazo (20), dicho segundo brazo (21) soportando dicho soplete (7).
5. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dichos elementos de transmisión mecánicos de dicha estructura articulada en paralelogramo comprenden, integrales con dicho primer brazo (20), una polea motriz (33) conectada a dicho cuarto piñón (28) y una polea receptora (30), dicha polea receptora (30) estando conectada por uno de dichos enlaces (22) a una polea receptora (31) que es integral con dicho segundo brazo (21), un segundo de dichos enlaces (22) estando conectado entre una polea de transmisión (43) de dicho primer brazo (20) y una polea receptora (39) de dicho segundo brazo (21).
6. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicho primer y segundo piñón (19, 25) y dicho elemento en forma de disco (17) están soportados por un elemento de soporte (23) que está dispuesto paralelo a la superficie de trabajo de dicho soplete (7) y está conectado a un marco (8).
7. El dispositivo según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de soporte (23) está adaptado para soportar dichos medios motor (16) y dichos otros medios motores (24).
8. El dispositivo de movimiento según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por el hecho de que dicho soplete (7) es de tipo plasma.
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